超细轻质碳酸钙制备试验研究

《超细轻质碳酸钙制备试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、超细轻质碳酸钙制备试验研究何亚梅，李桥(攀枝花学院材料工程学院，四川攀枝花617000)摘要：在CO?气体浓度和晶型控制剂H2SO4加入最不变的条件下，采用间歇鼓泡碳化法制备超细碳酸钙，研究了Ca(OH)2初始浓度、CO?气体流量的优化参数。结果表明：随反应时间的迓行，pH值逐渐由13卜降到7左右，温度先升后降，并趋于稳定，随CO?气体流量增加，反应总时间减少：随Ca(OHk初始浓度增加，反应总时间增加，碳酸钙平均粒径增人，最佳Ca(OH)2初始浓度为10.5%〜12%。关键词：超细碳酸钙；碳化反应；Ca(OH)2浓度；CO?流量；粒度分布中图分类号：

2、TF111.3文献标识码：A文章编号：1前言轻质碳酸鈣也称沉淀碳酸鈣，主要通过对石灰石的燉烧反应生成石灰，再加水消化反应生成氢氧化钙，用CO2碳酸化后得到碳酸钙沉淀，通过脱水、干燥、破碎和分级得到轻鈣产品叭超细轻质碳酸鈣跟普通CaCOs相比，表现出许多优异性能，使得它赋予产品某些特殊性能，如补强性、透明性、触变性和流平性等,现已成为一种重要的功能材料，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等行业。随着超细CaC03生产成木的下降和表面改性技术的发展，专用超细CaC03品种将不断增加，其应用领域将不断拓宽，超细CaC03将具有更为广阔的市场前景叫国内外对

3、超细CaCO3的制备十分重视。但到冃前为止，超细CaCCh合成的基础性研究还不够完善，本研究在实验室采用间歇鼓泡碳化法制备超细碳酸鈣，跟踪整个反应过程，获得了pH值、反应液温度、CO?气体流量等参数与反应时间的关系以及Ca（OH）2浓度与反应时间和碳酸钙粒径的关系，这对工业生产有一定的指导意义。2.1药剂与仪器设备试验所用药品为生石灰（CaO含量90%）、浓硫酸（98%,工业纯），CO2气体（工业纯）。实验所用仪器设备为电子犬平、玻璃转子流量计、GFJ-0.4型高收稿日期：英作者简介:何亚梅（1987-）,女,本科,主要从事矿物材料研究。联系人：邹建新

4、教授,13882386872国MALVERN公司）等。2.2试验流程试验工艺流程如图1所示。图1试验流程2.3试验过程2.3.1CO?气体流量实验采用相同的氢氧化钙初始浓度（12.3%）、不同的CO?气体的流量（501/h、1001/h、1501/h、2001/h）进行碳化反应实验。反应过程中每隔5-10min用pH试纸检测反应液的pH值，并用温度计测量反应液的温度，待反应液pH值到7时且不变,反应结束。研究CO?气体流量与反应总时间的关系，反应液pH值随反应时间的变化关系，反应液温度随反应时间的变化关系。通过实验确主最住的CO2气体的流2.3.1Ca

5、(OH)2初始浓度影响实验釆用相同的CO2气体流量(1501/h)、不同Ca(OH)2初始浓度(10.5%、11.5%、12.5%、13.5%)、晶型控制齐I」硫酸加入量按同一比例计算(硫酸/CaO=1.0%(摩尔比))进行碳化反应实验。反应过程中每隔5-10min用pH试纸检测反应液的pH值，并用温度计测量反应液的温度，待反应液pH值到7时且不变，反应结束，记录对应的反应时间。用激光粒度分析仪对不同Ca(OH)2初始浓度所制得的样品进行检测，测量粒径及分布，研究Ca(OH)2的浓度与反应总时间及碳酸钙平均粒径的关系。3结果与讨论3.1pH值和反应液温

6、度与反应时间的关系在碳化反应过程中不断测定pH值和反应液温度，pH值及反应液温度与反应时间的关系见图2和图3。反应时间/min图2pH值随反应时间的变化关系333292722927^211111O210Ot—C02气体流量501/h-»-C02气体流®1001/hC02气体流量1501/hCOp气体流®2001/h30405060708090100110120130反应时间/min图3反应液温度随反应时间变化关系由图2和图3可知，pH值及温度随反应时间变化关系有同一规律：反应开始pH变化明显，在反应开始后中间一段时间内，系统的pH值基本保持恒定，表明此

7、时区内Ca(OH)2大大过量。溶解了的Ca(OH)2可以提供足够的OH,以致于与CO?反应后仍保持稳定的浓度。此区段内过程由CO2的传递过程控制，反应了约80%的时间后，由于Ca(OH)2的消耗，悬浮的固体Ca(OH)2储备量不足，使液相中Ca(OH)2浓度降低不足以提供足量的C0及OHS使pH值明显降低，表现为过程由同体Ca(OH)2的溶解控制心】。反应开始温度接近窣温，随后温度缓慢增加,反应达到最激烈的时候，即Ca(OH)2与C02传质反应最强烈的时候，温度达到最高，由于反应程度降低和碳化反应釜中冷却水的作用，温度乂有所下降，但下降不多，最后趋于一

8、个稳定的值⑹。CO?气体流量为501/h时，因为气体流量小，传质反应慢，不是很激烈，整个反应过